基于物联网浮动式恒定流水工模型试验取水器的操作方法，属于水利工程技术领域，包括盛水容器、浮板、智能伸缩架、出水管路以及控制中心处理器，所述盛水容器的侧壁下部设置有警戒线和截止线，且警戒线设置在截止线的上部；所述控制中心处理器的信号输出端分别与ZigBee无线传输模块Ⅰ、ZigBee无线传输模块Ⅱ以及ZigBee无线传输模块Ⅲ的信号输入端连接，且ZigBee无线传输模块Ⅰ的信号输出端与控制中心处理器的信号输入端连接。本发明克服了液面的波动变化，可根据恒定流取水量的不同，自动调节各个参数值，保证虹吸管上下游水位的恒定，达到出流恒定的作用。
1.基于物联网浮动式恒定流水工模型试验取水器的操控方法，基于物联网浮动式恒定流水工模型试验取水器，包括盛水容器(1)、浮板(2)、智能伸缩架(3)、出水管路(4)以及控制中心处理器(5)，所述盛水容器(1)的侧壁下部设置有警戒线(6)和截止线(18)，且警戒线(6)设置在截止线(18)的上部；
所述浮板(2)设置在盛水容器(1)的内部，浮板(2)上设置有液位警报器(7)、液位传感器(8)、闪灯(9)以及ZigBee无线传输模块Ⅰ(10)，所述液位传感器(8)的信号输出端与ZigBee无线传输模块Ⅰ(10)的信号输入端连接；所述ZigBee无线传输模块Ⅰ(10)的信号输出端与液位警报器(7)的信号输入端连接；所述液位警报器(7)的信号输出端与闪灯(9)连接；
所述智能伸缩架(3)支杆的一端设置在浮板(2)上，另一端与出水管路活动连接，智能伸缩架(3)的内部设置有压缩弹簧(11)、压力控制器(12)以及ZigBee无线传输模块Ⅱ(13)，所述ZigBee无线传输模块Ⅱ(13)的信号输出端与压力控制器(12)连接；
所述出水管路(4)的进水端口设置在盛水容器(1)内部，进水端口处设置有进水开关(14)，出水端设置在盛水容器(1)的外部，且出水管路(4)的出水端口连接有加长软管(15)，出水管路(4)上设置有进水开关控制器(16)和ZigBee无线传输模块Ⅲ(17)；所述ZigBee无线传输模块Ⅲ(17)的信号输出端与进水开关控制器(16)的信号输入端连接；所述进水开关控制器(16)的信号输出端与进水开关(14)连接；
所述控制中心处理器(5)的信号输出端分别与ZigBee无线传输模块Ⅰ(10)、ZigBee无线传输模块Ⅱ(13)以及ZigBee无线传输模块Ⅲ(17)的信号输入端连接，且ZigBee无线传输模块Ⅰ(10)的信号输出端与控制中心处理器(5)的信号输入端连接；
所述出水管路(4)进水端口的横截面积由进水开关控制器(16)和进水开关(14)控制；
所述智能伸缩架(3)的长度由压缩弹簧(11)和压力控制器(12)控制；
步骤一、向控制中心处理器(5)输入取水的出口流量值Q，依据公式 控制中心处理器(5)获得出水口管路(4)的进水端口横截面积值A和智能伸缩架(3)的长度值h；
步骤二、依据所述步骤一获得的出水管路(4)的进水端口横截面积值，将其转换成数据信号传输给ZigBee无线传输模块Ⅲ(17)，ZigBee无线传输模块Ⅲ(17)将指令传输给进水开关控制器(16)，进水开关控制器(16)控制进水开关(14)调节出水管路(4)进水端口的横截面积值；
步骤三、依据所述步骤一获得的智能伸缩架(3)的长度值，将其转换成数据信号传输给ZigBee无线传输模块Ⅱ(13)，ZigBee无线传输模块Ⅱ(13)将指令传输给压力控制器(12)，压力控制器(12)控制压缩弹簧(11)调节智能伸缩架(3)的长度值；
步骤四、按照所述步骤一至步骤三进行恒定流取水，设置在浮板(2)上的液位传感器(8)检测液位高度，恒定流取水至液位高度下降至盛水容器(1)侧壁上的警戒线(6)，液位传感器(8)的信号输出端将数据通过ZigBee无线传输模块Ⅰ(10)传输给控制中心处理器(5)，控制中心处理器(5)将报警信息反馈给ZigBee无线传输模块Ⅰ(10)，控制触发设置在浮板(2)上的液位警报器(7)，液位警报器(7)控制闪灯(9)点亮，向试验操作人员发出报警信号；
步骤五、经所述步骤四报警信号发出，设置在浮板(2)上的液位传感器(8)检测液位高度低至截止线(18)，液位传感器(8)将信号传输给ZigBee无线传输模块Ⅰ(10)，ZigBee无线传输模块Ⅰ(10)将信号传输给控制中心处理器(5)，控制中心处理器(5)向ZigBee无线传输模块Ⅲ(17)传输信号，ZigBee无线传输模块Ⅲ(17)将指令传输给进水开关控制器(16)，进水开关控制器(16)控制进水开关(14)关闭，结束恒定流取水试验。
基于物联网浮动式恒定流水工模型试验取水器的操作方法
技术领域
[0001] 本发明属于水利工程技术领域，特别是涉及到一种试验用的恒定流取水装置。
背景技术
[0002] 在进行水工试验时，需要从高水位、液面变动的容器内均匀的取水，常规的试验采用阀门进行控制取水流量的稳定，往往需要采用动力装置来控制取水流量，在试验过程中，无形的增加了试验操作的难度以及取水的成本。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于物联网浮动式恒定流水工模型试验取水器及操作方法，克服了液面的波动变化，可根据恒定流取水量的不同，自动调节各个参数值，保证虹吸管上下游水位的恒定，达到出流恒定的作用。
[0004] 基于物联网浮动式恒定流水工模型试验取水器，其特征是：包括盛水容器、浮板、智能伸缩架、出水管路以及控制中心处理器，所述盛水容器的侧壁下部设置有警戒线和截止线，且警戒线设置在截止线的上部；
[0005] 所述浮板设置在盛水容器的内部，浮板上设置有液位警报器、液位传感器、闪灯以及ZigBee无线传输模块Ⅰ，所述液位传感器的信号输出端与ZigBee无线传输模块Ⅰ的信号输入端连接；所述ZigBee无线传输模块Ⅰ的信号输出端与液位警报器的信号输入端连接；所述液位警报器的信号输出端与闪灯连接；
[0006] 所述智能伸缩架支杆的一端设置在浮板上，另一端与出水管路活动连接，智能伸缩架的内部设置有压缩弹簧、压力控制器以及ZigBee无线传输模块Ⅱ，所述ZigBee无线传输模块Ⅱ的信号输出端与压力控制器连接；
[0007] 所述出水管路的进水端口设置在盛水容器内部，进水端口处设置有进水开关，出水端设置在盛水容器的外部，且出水管路的出水端口连接有加长软管，出水管路上设置有进水开关控制器和ZigBee无线传输模块Ⅲ，所述ZigBee无线传输模块Ⅲ的信号输出端与进水开关控制器的信号输入端连接；所述进水开关控制器的信号输出端与进水开关连接；
[0008] 所述控制中心处理器的信号输出端分别与ZigBee无线传输模块Ⅰ、ZigBee无线传输模块Ⅱ以及ZigBee无线传输模块Ⅲ的信号输入端连接，且ZigBee无线传输模块Ⅰ的信号输出端与控制中心处理器的信号输入端连接。
[0009] 所述出水管路进水端口的横截面积由进水开关控制器和进水开关控制。
[0010] 所述智能伸缩架的长度由压缩弹簧和压力控制器控制。
[0011] 基于物联网浮动式恒定流水工模型试验取水器的操控方法，其特征是：包括以下步骤，
[0012] 步骤一、向控制中心处理器输入取水的出口流量值Q，依据公式 控制中心处理器获得出水口管路的进水端口横截面积值A和智能伸缩架的长度值h；
[0013] 步骤二、依据所述步骤一获得的出水管路的进水端口横截面积值，将其转换成数据信号传输给ZigBee无线传输模块Ⅲ，ZigBee无线传输模块Ⅲ将指令传输给进水开关控制器，进水开关控制器控制进水开关调节出水管路进水端口的横截面积值；
[0014] 步骤三、依据所述步骤一获得的智能伸缩架的长度值，将其转换成数据信号传输给ZigBee无线传输模块Ⅱ，ZigBee无线传输模块Ⅱ将指令传输给压力控制器，压力控制器控制压缩弹簧调节智能伸缩架的长度值；
[0015] 步骤四、按照所述步骤一至步骤三进行恒定流取水，设置在浮板上的液位传感器检测液位高度，恒定流取水至液位高度下降至盛水容器侧壁上的警戒线，液位传感器的信号输出端将数据通过ZigBee无线传输模块Ⅰ传输给控制中心处理器，控制中心处理器将报警信息反馈给ZigBee无线传输模块Ⅰ，控制触发设置在浮板上的液位警报器，液位警报器控制闪灯点亮，向试验操作人员发出报警信号；
[0016] 步骤五、经所述步骤四报警信号发出，设置在浮板上的液位传感器检测液位高度低至截止线，液位传感器将信号传输给ZigBee无线传输模块Ⅰ，ZigBee无线传输模块Ⅰ将信号传输给控制中心处理器，控制中心处理器向ZigBee无线传输模块Ⅲ传输信号，ZigBee无线传输模块Ⅲ将指令传输给进水开关控制器，进水开关控制器控制进水开关关闭，结束恒定流取水试验。
[0017] 通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：基于物联网浮动式恒定流水工模型试验取水器及操作方法，克服了液面的波动变化，可根据恒定流取水量的不同，自动调节各个参数值，保证虹吸管上下游水位的恒定，达到出流恒定的作用。通过利用ZigBee无线传输模块与处理器相结合，进行智能控制取水时的过水断面面积和出水管口断面与上游液面的高度差即智能伸缩架的高度值来确保试验时的恒定流取水；设置的警戒线，可以在水位达到一定值时，启动液位警报器和闪灯，进行报警；设置的截止线，可以在水位达到最低值时，停止取水，保证设备的安全性。
附图说明
[0018] 以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
[0019] 图1为本发明基于物联网浮动式恒定流水工模型试验取水器结构示意图。
[0020] 图2为本发明基于物联网浮动式恒定流水工模型试验取水器内部信号传输示意图。
[0021] 图中1-盛水容器、2-浮板、3-智能伸缩架、4-出水管路、5-控制中心处理器、6-警戒线、7-液位警报器、8-液位传感器、9-闪灯、10-ZigBee无线传输模块Ⅰ、11-压缩弹簧、12-压力控制器、13-ZigBee无线传输模块Ⅱ、14-进水开关、15-加长软管、16-进水开关控制器、17-ZigBee无线传输模块Ⅲ、18-截止线。
具体实施方式
[0022] 基于物联网浮动式恒定流水工模型试验取水器，如图1和图2所示，包括盛水容器1、浮板2、智能伸缩架3、出水管路4以及控制中心处理器5，所述盛水容器1的侧壁下部设置有警戒线6和截止线18，且警戒线6设置在截止线18的上部；
[0023] 所述浮板2设置在盛水容器1的内部，浮板2上设置有液位警报器7、液位传感器8、闪灯9以及ZigBee无线传输模块Ⅰ10，所述液位传感器8的信号输出端ZigBee无线传输模块Ⅰ10的信号输入端连接，所述ZigBee无线传输模块Ⅰ10的信号输出端与液位警报器7的信号输入端连接；所述液位警报器7的信号输出端与闪灯9连接；
[0024] 所述智能伸缩架3支杆的一端设置在浮板2上，另一端与出水管路活动连接，智能伸缩架3的内部设置有压缩弹簧11、压力控制器12以及ZigBee无线传输模块Ⅱ13，所述ZigBee无线传输模块Ⅱ13的信号输出端与压力控制器12连接；
[0025] 所述出水管路4的进水端口设置在盛水容器1内部，进水端口处设置有进水开关14，出水端设置在盛水容器1的外部，且出水管路的出水端口连接有加长软管15，出水管路4上设置有进水开关控制器16和ZigBee无线传输模块Ⅲ17，所述ZigBee无线传输模块Ⅲ17的信号输出端与进水开关控制器16的信号输入端连接；所述进水开关控制器16的信号输出端与进水开关14的信号输入端连接；
[0026] 所述控制中心处理器5的信号输出端分别与ZigBee无线传输模块Ⅰ10、ZigBee无线传输模块Ⅱ13以及ZigBee无线传输模块Ⅲ17的信号输入端连接，且ZigBee无线传输模块Ⅰ10的信号输出端与控制中心处理器5的信号输入端连接。
[0027] 所述出水管路4进水端口的横截面积由进水开关控制器16和进水开关14控制。
[0028] 所述智能伸缩架3的长度由压缩弹簧11和压力控制器12控制。
[0029] 基于物联网浮动式恒定流水工模型试验取水器的操控方法，其特征是：包括以下步骤，
[0030] 步骤一、向控制中心处理器5输入取水的出口流量值Q，依据公式 (其中μc为流量系数、g为重力加速度)，控制中心处理器5获得出水口管路4的进水端口横截面积值A和智能伸缩架3的长度值h；
[0031] 步骤二、依据所述步骤一获得的出水管路4的进水端口横截面积值，将其转换成数据信号传输给ZigBee无线传输模块Ⅲ17，ZigBee无线传输模块Ⅲ17将指令传输给进水开关控制器16，进水开关控制器16控制进水开关14调节出水管路4进水端口的横截面积值；
[0032] 步骤三、依据所述步骤一获得的智能伸缩架3的长度值，将其转换成数据信号传输给ZigBee无线传输模块Ⅱ13，ZigBee无线传输模块Ⅱ13将指令传输给压力控制器12，压力控制器12控制压缩弹簧11调节智能伸缩架3的长度值；
[0033] 步骤四、按照所述步骤一至步骤三进行恒定流取水，设置在浮板2上的液位传感器8检测液位高度，恒定流取水至液位高度下降至盛水容器1侧壁上的警戒线6，液位传感器8的信号输出端将数据通过ZigBee无线传输模块Ⅰ10传输给控制中心处理器5，控制中心处理器5将报警信息反馈给ZigBee无线传输模块Ⅰ10，控制触发设置在浮板2上的液位警报器7，液位警报器7控制闪灯9点亮，向试验操作人员发出报警信号；
[0034] 步骤五、经所述步骤四报警信号发出，设置在浮板2上的液位传感器8检测液位高度低至截止线18，液位传感器11将信号传输给ZigBee无线传输模块Ⅰ10，ZigBee无线传输模块Ⅰ10将信号传输给控制中心处理器5，控制中心处理器5向ZigBee无线传输模块Ⅲ17传输信号，ZigBee无线传输模块Ⅲ17将指令传输给进水开关控制器16，进水开关控制器16控制进水开关14关闭，结束恒定流取水试验。
